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Antriebseinrichtung für
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Hochleistungs-Motorsegler Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung
für Hochleistungs-Motorsegler gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Derartige Einrichtungen sollen für die Phase des Motorfluges, z.B.
Start oder Überbrückung von Auftriebsflauten, ohne große Lastigkeitsänderungen ausfahrbar
während des Segelfluges zum Zwecke einer Widerstandsverminderung,jedoch einziehbar
sein.
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Es ist bereits eine Einrichtung der im Oberbegriff des Anspruches
genannten Art bekannt, bei der der Motor fest eingebaut und der Propellerträger
mit dem Propeller ausschwenkbar ist (Bergfalke IV in einer Modifizierung durch B.
Scheffel, München). Dabei ist die Antriebsverbindung zwischen Motor und Propellernabe
über einen Zahnriemen hergestellt. Die Kurbelwelle des Motors und die Propellernabe
bei ausgeschwenktem Propellerträger sind parallel zueinander, d.h. sie weisen in
Richtung der Flugzeuglängsachse.
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Um die Rumpfstruktur nicht durch einen zu großen Ausschnitt zum Ein-
und Ausschwenken des Propellerträgers zu sehr zu schwächen, mußten Motor und Propellerträger
ausserhalb der tragenden Rumpfstruktur angeordnet werden, im Falle der bekannten
Lösung oberhalb derselben. Dadurch ergibt sich einmal eine erhebliche Vergrößerung
der Widerstandsfläche des Flugzeuges sowie eine ungünstige Verlagerung des Schwerpunktes
nach oben. Außerdem wird ganz allgemein als Nachteil eines Zahnriemen-Antriebes
angesehen, daß er bei ausgeschwenkten;Propellerträger aerodynamisch schlecht, anfällig
gegen Verschmutzung durch Gras, Steine oder dergleichen ist und daß er zu unangenehmen
oder sogar gefährlichen Flatterschwingungen neigt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebseinrichtung
der gattungsgemäßen Art zu schaffen, welche einen schwerpunktmäßig und aerodynamisch
günstigen Einbau ohne das
Erfordernis eines großen Rumpfausschnittes
erlaubt, welcher in ausgeschwenkter Lage selbst einen geringen Widerstand aufweist
und welcher gegenüber der bekannten Lösung besser geschützt und weniger flatteranfällig
ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Motor mit
im wesentlichen in Richtung des in Arbeitsstellung ausgeschwenkten Propellerträgers
gerichteter Kurbelwelle innerhalb der tragenden Rumpfstruktur eingebaut ist, daß
der Propellerträger vollständig außerhalb der tragenden Rumpfstruktur angeordnet
ist und daß am Propellerträger eine mit dem Propeller antriebsverbundene Propellerantriebswelle
gelagert ist, welche zumindest in Arbeitsstellung des Propellerträgers mit der Kurbelwelle
durch eine Durchtrittsöffnung in der Rumpfstruktur hindurch koppelbar ist.
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Der Motor kann in günstigerWeise innerhalb des ohnehin vorhandenen
Rumpfraumes eingebaut werden. Dieser Rumpfraum bietet auch Platz für einen großen
und damit wirkungsvollen Auspuff.
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Insbesondere erlaubt die Erfindung den Einbau des Motors im Schwerpunkt
oder in unmittelbarer Schwerpunktnähe, so daß sich keine oder keine wesentlichen
Änderungen der Flugeigenschaften ergeben. Der Propellerträger selbst läßt sich wegen
seiner gestreckten Form ohne weiteres und ohne wesentliche Widerstandsvergrößerung
außerhalb der Rumpfstruktur, z.B. in einem gesonderten, aerodynamisch geformten
Aufnahmeraum aufnehmen.
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Die Rumpfstruktur wird im wesentlichen nur durch den in Verlängerung
der Kurbelwelle stehenden, in seiner La)e unveränderlichen Teil der Propellerantriebswelle
durchdrungen, so daß die erforderliche Durchbrechung der Rumpfstruktur sehr klein
ist. Der Antriebsweg vom Motor zum Propeller weist nur eine einzige Umlenkung, nämlich
von der Propellerantriebswelle zur Propellernabe auf, so daß die Einrichtung leicht,
einfach und billig ist. Die Propellerantriebswelle selbst kann einen sehr geringen
Querschnitt haben, so daß die Widerstandsfläche im ausgefahrenen Zustand gering
ist.
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In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Propellerantriebswelle ständig mit der Kurbelwelle des Motors verbunden bleibt,
wobei ein in der Propellerantriebswelle außerhalb des Durchtrittes durch die Rumpfstruktur
angeordnetes Doppel-Kreuzgelenk ein Abknicken derselben ermöglicht.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, daß die Propellerantriebswelle
außerhalb der Rumpfstruktur geteilt ist, wobei die beiden Teile beim Ausschwenken
des Propellerträgers über eine formschlüssige Kupplung zusammengekoppelt, bei der
Einschwenkung getrennt werden.
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Außerdem ist vor allem bei der Lösung mit Doppel-Kreuzgelenk eine
lösbare Kupplung zwischen Motor und Propellerantriebswelle vorgesehen, die eine
jederzeitige Trennung des Propellers vom Motor erlaubt. Durch diese Kupplung wird
z.B. ein Anlassen des Motors bei eingeschwenktem Propellerträger ermöglicht. Die
lösbare Kupplung kann z.B. vom Piloten betätigbar sein oder auch in irgend einer
Weise selbsttätig funktionieren, beispielsweise durch Fliehkraftsteuerung bei einer
bestimmten Mindestdrehzahl des Motors oder durch eine mechanische Kopplung mit dem
vom Piloten betätigten Ausschwenkmechanismus.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Propellerträger
als Rohr ausgebildet, innerhalb dessen die Propellerantriebswelle gelagert ist.
Diese Lösung erlaubt eine leichte und widerstandsarme Bauweise bei vollkommener
Kapselung der Propellerantriebswelle.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Anspruche
sowie in der BeisDielsbeschreibung enthalten. Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Figur 1 eine Seitenansicht eines Segelflugzeuges mit ausgefahrenem
Propellerträger; Figur 2 eine Ansicht gemäß Figur 1 mit eingefahrenem Propellerträger;
Figur 3 in vergrößerter Darstellung eine Antriebseinrichtung mit abknickbarer Propellerantriebswelle;
Figur 4 eine Antriebseinrichtung mit geteilter Propellerantriebswelle.
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Das in Figur 1 dargestellte Segelflugzeug von konventioneller Bauweise
mit einem Rumpf (2), Tragflügeln (4) sowie einem Leitwerk (6). Wie schematisch angedeutet
ist, ist ein Motor (8) innerhalb der tragenden Rumpfstruktur fest eingebaut. Der
Motor (8) ist mit einem großvolumigen Auspuff (10) ausgestattet, welcher eine weitgehende
Dämpfung des Motorgeräusches ermöglicht. Der Propellerträger (12) ist um eine etwa
parallel zur Querachse des Flugzeuges liegende Achse nach oben schwenkbar und in
dieser Lage arretierbar. Innerhalb des beispielsweise als Rohr ausgebildeten Propellerträgers
(12) ist die in Figur 1 nicht dargestellte Propellerantriebswelle gelagert, welche
über ein Winkelgetriebe (14) mit der Nabe des Propellers (16) gekoppelt ist.
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Der Propellerträger (12) mit dem Propeller (16) sind vollständig oberhalb
der tragenden Rumpfstruktur angeordnet, welche etwa mit der Linie (18) zusammenfallend
gedacht werden kann. Die Rumpfstruktur wird im wesentlichen nur von der Propellerantriebswelle
durchdrungen, so daß der erforderliche Ausschnitt sehr klein gehalten werden kann.
Auf diese Weise wird eine Schwächung des Rumpfes bzw. eine gewichtsaufwendige Verstärkung
eines großen Rumpfausschnittes vermieden.
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Figur 2 zeigt das Segelflugzeug bei eingefahrenem Propellerträger,
wobei der obernalb der Rumpfstruktur (Linie 18) liegende Aufnahmeraum (20) durch
Abdeckklappen (22) verschlossen und aerodynamisch verkleidet ist.
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Figur 3 zeigt einen innerhalb der durch die strichpunktierte Linie
<18) angedeutete Rumpfstruktur eingebauten Motor (8) mit einem Auspuff (in).
Die Aufhängung von Motor und Auspuff ist in herkömmlicher Weise durchgeführt und
deswegen nicht näher dargestellt. Wie Fig. 3 erkennen läßt, steht die Kurbelwelle
des Motors (8) etwa senkrecht (bezogen auf die normale Fluglage des Flugzeugs).
Außerhalb der Rumpfstruktur (18) befindet sich der durch ein Rohr gebildete Propellerträger
(24), welcher um eine Achse (26) schwenkbar auf der Rumpfoberseite gelagert ist.
Die ausgeschwenkte Lage ist mit durchgehenden Strichen, die eingeschwenkte Lage
gestrichelt dargestellt. Die Betätigungseinrichtung für die Verschwenkbewegung des
Propellerträgers (24) ist von herkömmlicher Bauweise und deswegen nicht näher dargestellt.
Eine Knickstrebe (28) hält den Propellerträger (24) in seiner ausgefahrenen Lage
fest. Am oberen Ende des Propellerträgers (24) ist die im wesentlichen horizontale
Propellernabe (30) mit dem Propeller (16) angeordnet. Am unteren Ende des Propellerträgers
(24) ist ein Lagerflansch (32) angeordnet, welcher mit dem Stützbock (34) zur Abstützung
des Propellerträgers auf dem Rumpf verbunden ist.
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Innerhalb des Propellerträgers (24) ist die Propellerantriebswelle
(36) gelagert, welche über ein am oberen Ende des Propellerträgers angeordnetes
Winkelgetriebe (38) mit der Propellernabe (30) verbunden ist. Die Propellerantriebswelle
(36) ist mit der Kurbelwelle des Motors (8) drehfest verbunden. Im Bereich der Schwenkachse
(26) weist die Propellerantriebswelle ein Doppel-Kreuzgelenk (40), welches ein Abknicken
der Propellerantriebswelle beim Schwenken des Propellerträgers erlaubt.
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Ein in der Propellerantriebswelle angeordnetes Längenausgleichsglied
(42) kompensiert die Verlängerung der Propellerantriebswelle
bei
der Schwenkbewegung des Propellerträgers um die Schwenkachse (26), die außerhalb
der Achse der Propellerantriebswelle liegt. Das Lager (44) zur Lagerung des unterhalb
des Kreuzgelenkes (40) befindlichen Wellenteils ist als bewegliches Lager ausgebildet,
so daß es den Bewegungen des elastisch aufgehängten Motors (8) folgen kann.
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Eine vom Piloten zu betätigende oder auch selbsttätig, beispielsweise
durch Fliehkraft, arbeitende Kupplung (46) erlaubt eine Trennung des Motors von
der Propellerantriebswelle, so daß beispielsweise der Motor auch bei eingefahrenem
Propellerträger gestartet werden kann.
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Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches im wesentlichen nur
durch die Ausbildung der innerhalb des Propellerträgers (24) angeordneten Propellerantriebswelle
vom vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel unterscheidet. Alle mit diesem vorbeschriebenen
Ausführungsbeispiel gleichen Teile sind deshalb mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Diese Propellerantriebswelle (50) ist unterhalb des Lagerbockes (52) geteilt. Die
beiden gegeneinander gerichteten Enden (54 und 56) der Propellerantriebswelle sind
jeweils mit einer Stirnverzahnung versehen. Wie Fig. 4 erkennen läßt, werden diese
beiden Enden (54, 56) beim Einschwenken des Propellerträgers (gestrichelte Darstellung)
voneinander getrennt, beim Ausfahren jedoch in gegenseitigen Eingriff gebracht.
Zwischen dem innerhalb des Propellerträgers (24) befindlichen Teil der Propellerantriebswelle
(50) und dem Ende (54) desselben ist eia elastisches Zwischenglied (58) angeordnet,
welches z.B. leichte Fluchtungsfehler zwischen Motor und Propellerträger kompensiert.
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Auch Figur 4 läßt erkennen, daß die Rumpfstruktur im wesentlichen
nur von der Propellerantriebswelle durchdrungen wird, so daß nur ein vernachlässigbar
kleiner Rumpfausschnitt erforderlich ist.
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L e e r s e i t e